Batería

Se accede a la opción Batería seleccionando la categoría Batería en el cuadro almacenamiento . Las baterías pueden utilizarse para almacenar carga en un centro de carga eléctrico. El banco de baterías es un conjunto de uno o más módulos individuales. A partir del excedente o déficit de potencia del sistema eléctrico y del estado de carga del paso anterior, este objeto puede modelar la tensión, la corriente y las pérdidas de energía durante la carga y la descarga en cada paso de tiempo. También puede modelarse y notificarse el deterioro acumulado de la batería al final de cada simulación.

El componente permite simular baterías de plomo-ácido y de níquel-cadmio. Con parámetros de entrada derivados de ensayos específicos, se espera que el objeto admita otros tipos, como baterías de iones de litio.

El modelo cinético de batería supone que una parte de la capacidad de almacenamiento está inmediatamente disponible para carga o descarga, mientras que el resto está ligado químicamente. Como función de la corriente constante, la capacidad de la batería se relaciona con tres parámetros: capacidad máxima a corriente infinitesimal, proporción de cargas disponibles y relación de conversión entre cargas disponibles y ligadas. Estos parámetros suelen obtenerse ajustando curvas a partir de fichas técnicas o datos de ensayo.

Cada módulo individual se modela como una fuente de tensión en serie con una resistencia eléctrica. KiBaM supone que la resistencia interna es constante y que la tensión de circuito abierto varía con la corriente eléctrica, el estado de carga y el modo de funcionamiento, carga o descarga. Para un módulo individual, la tensión de circuito abierto en cualquier momento se correlaciona con la tensión en estado de carga o descarga completa y otros tres coeficientes de regresión. Estos suelen obtenerse mediante ajuste de curvas a partir de ensayos de la batería.

El objeto permite calcular la vida útil de la batería. Si se modela, el usuario debe proporcionar un grupo de coeficientes para la correlación entre el número de ciclos hasta el fallo y el intervalo de ciclo correspondiente. Encontrará información más detallada en la Engineering Reference.

Nombre

Este campo alfanumérico contiene el nombre identificador del banco de baterías.

Categoría

Hay 2 categorías de dispositivos de almacenamiento eléctrico disponibles:

• Almacenamiento simple para una definición sencilla del rendimiento de baterías u otros dispositivos de almacenamiento.
• Batería para una definición más detallada del rendimiento de una batería.

La categoría seleccionada determina el tipo de modelo utilizado y los datos que deben introducirse en el cuadro Almacenamiento.

Programación de disponibilidad

Este campo alfanumérico contiene el nombre de la programación que describe cuándo está disponible la batería (ref. Schedule). Un valor mayor que 0, normalmente se utiliza 1, indica que puede almacenarse o extraerse energía eléctrica. Un valor menor o igual que 0, normalmente se utiliza 0, indica que la batería no está disponible. Si el campo está vacío, la programación tiene valores de 1 durante todos los periodos.

Ganancia de calor a la zona

Asociar a una zona

Si las pérdidas del dispositivo de almacenamiento deben representarse como ganancias de calor para una zona, marque esta casilla y seleccione la zona en el campo siguiente.

Zona

Este campo contiene el nombre de la zona térmica donde se encuentra la batería. Al introducir un nombre de zona válido, EnergyPlus incluye las pérdidas de almacenamiento como ganancias de calor para esa zona. Si la batería no está en una zona térmica, el campo puede dejarse vacío y la energía térmica asociada a las pérdidas se elimina del modelo del edificio.

Fracción radiante de las ganancias de calor a la zona

Este campo contiene la fracción de pérdidas de almacenamiento que entra en la zona como radiación térmica de onda larga. Este campo numérico debe tener un valor entre 0.0 y 1.0. El resto de las pérdidas es convectivo. Este dato solo es necesario cuando la opción Asociar a una zona está activada.

Almacenamiento de batería

Número de módulos de batería en paralelo

Este campo define el número de módulos conectados en paralelo en el banco de baterías.

Número de módulos de batería en serie

Este campo define el número de módulos conectados en serie en el banco de baterías. El número total de módulos es el producto del número en paralelo por el número en serie.

Capacidad máxima del módulo

Este campo indica la capacidad máxima de un módulo de batería. Se evalúa como el total de amperios-hora disponibles cuando una batería llena se descarga con una corriente infinitesimal. Esta capacidad corresponde a un módulo individual, no a todo el banco. Puede obtenerse de los datos del fabricante o mediante ajuste de curvas a partir de ensayos.

Estado de carga inicial fraccionario

Este campo describe el estado de carga inicial como fracción de la capacidad máxima definida en el campo anterior.

Fracción de capacidad de carga disponible

El modelo cinético supone que la batería es un dispositivo de almacenamiento eléctrico de dos depósitos: uno disponible y otro ligado. El disponible puede cargarse o descargarse inmediatamente, mientras que el ligado solo puede hacerlo a través del disponible.

Este campo especifica la fracción de la carga total de la batería que forma parte del depósito disponible. La relación entre la capacidad de carga disponible y la total es un parámetro que suele derivarse de ensayos mediante ajuste de curvas.

Tasa de cambio de carga ligada a carga disponible

Este campo especifica la tasa a la que la carga fluye entre los depósitos disponible y ligado. Es un parámetro utilizado para calcular la conversión entre carga disponible y carga ligada químicamente durante la carga y descarga. Suele derivarse de ensayos mediante ajuste de curvas.

Tensión de circuito abierto del módulo completamente cargado

Este campo indica la tensión de circuito abierto de un módulo completamente cargado. Puede obtenerse de los datos del fabricante o de ensayos.

Tensión de circuito abierto del módulo completamente descargado

Este campo indica la tensión de circuito abierto de un módulo completamente descargado. Puede obtenerse de los datos del fabricante o de ensayos.

Curva de variación de tensión durante la carga

Este campo especifica el nombre de una curva de rendimiento Rectangular Hyperbola 2 que determina la variación de tensión de circuito abierto (ΔE ) en función del estado de carga de la batería durante la carga. La variación se refiere a una batería completamente descargada. La curva tiene la forma siguiente:

donde X es la carga de la batería dividida por la capacidad máxima a una corriente determinada. Encontrará más detalles en la Engineering Reference.

Curva de variación de tensión durante la descarga

Este campo especifica el nombre de una curva de rendimiento Rectangular Hyperbola 2 que determina la variación de tensión de circuito abierto (ΔE ) en función del estado de carga de la batería durante la descarga. La variación se refiere a una batería completamente cargada. La curva tiene la forma siguiente:

donde X es la carga extraída dividida por la capacidad máxima a una corriente determinada. Encontrará más detalles en la Engineering Reference.

Resistencia eléctrica interna del módulo

Este campo especifica la resistencia interna de la batería en ohmios. En teoría varía con el estado de carga y depende de si la batería se carga o descarga. En el modelo cinético se supone constante y la tensión en bornes varía con la corriente y el estado de carga. La resistencia puede obtenerse del fabricante o de ensayos. El campo corresponde a un módulo individual, no a todo el banco.

Corriente máxima de descarga del módulo

Este campo indica la corriente máxima a la que puede descargarse continuamente la batería. El fabricante suele definir el límite para evitar daños. El límite corresponde a un módulo individual.

Tensión de corte del módulo

Este campo especifica la tensión mínima admisible, por debajo de la cual la batería se considera generalmente vacía. El fabricante suele definirla y corresponde a un módulo individual.

Límite de tasa de carga del módulo

Este campo especifica el límite de corriente de carga respecto de la carga restante hasta que la batería esté llena. Refleja la práctica habitual de reducir la tasa de carga a medida que aumenta el estado de carga.

Vida útil de la batería

Cálculo de vida útil de la batería

Esta casilla indica si se activa el modelo de vida útil de la batería en la simulación. Si se activa, se necesitan los 2 datos siguientes.

Número de intervalos de ciclos

Este campo especifica el número de intervalos de igual amplitud para la simulación de vida útil. Si se utilizan 10 intervalos, los rangos de ciclo incluyen 10%, 20%, …, 100%.

Curva de vida útil por ciclos de la batería

Este campo especifica la curva de decaimiento exponencial doble que relaciona los ciclos hasta el fallo de la batería (C_F) y la profundidad de descarga fraccionaria (R). La curva es: